JPH05299520A - Method for formation of contact hole in semiconductor element - Google Patents

Method for formation of contact hole in semiconductor element

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JPH05299520A
JPH05299520A JP9931292A JP9931292A JPH05299520A JP H05299520 A JPH05299520 A JP H05299520A JP 9931292 A JP9931292 A JP 9931292A JP 9931292 A JP9931292 A JP 9931292A JP H05299520 A JPH05299520 A JP H05299520A
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JP
Japan
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contact hole
forming
insulating film
interlayer insulating
upper layer
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Application number
JP9931292A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Usami
隆志 宇佐見
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To form a contact hole in an excellent dimension-controllable manner by the difference in etching rates of an interlayer insulating film and the film formed thereon, to improve the step coverage of the upper layer wiring by making an angle to the contact hole, and to improve the reliability of a wiring. CONSTITUTION:In the title contact hole forming method for a semiconductor element on which a multilayer wiring operation is conducted, a first layer wiring 22 is formed, then an interlayer insulating film 23 is formed, and an upper layer (plasma silicon nitride film) 24 having a slow etching rate is formed. Then, the upper layer 24 is isotropically etched using a resist pattern 25, and anisotropic etching is conducted on the entire surface after the resist pattern 25 has been removed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子の製造方法
に係り、特に電気的導通を得るためのコンタクトホール
の形成方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for forming a contact hole for obtaining electrical conduction.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2はかかる従来の半導体素子の製造方
法における多層配線構造のコンタクトホール形成工程断
面図である。この図において、11は第1層配線の前工
程までを示し、12は第1層配線、13は層間絶縁膜、
14はレジスト、15は第2層配線である。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a sectional view showing a step of forming a contact hole in a multilayer wiring structure in the conventional method for manufacturing a semiconductor device. In this figure, 11 shows up to the previous step of the first layer wiring, 12 is the first layer wiring, 13 is an interlayer insulating film,
Reference numeral 14 is a resist, and 15 is a second layer wiring.

【0003】以下、この図を用いて半導体素子のコンタ
クトホール形成方法について説明する。まず、従来の製
造方法により、図2(a)に示すように、第1層配線
(5000Å)12、層間絶縁膜(10000Å)1
3、レジストパターン14をそれぞれ形成する。
A method of forming a contact hole in a semiconductor device will be described below with reference to this drawing. First, according to a conventional manufacturing method, as shown in FIG. 2A, a first layer wiring (5000 Å) 12, an interlayer insulating film (10000 Å) 1
3 and the resist pattern 14 are formed respectively.

【0004】次に、図2(b)に示すように、レジスト
パターン14をマスクとして絶縁膜13を3000Å等
方性エッチングを行なう。次いで、図2(c)に示すよ
うに、異方性エッチングにて、絶縁膜13の残り700
0Åをエッチングする。この後に、レジストパターン1
4を除去し、図2(d)に示すように、第2層配線(5
000Å)15を形成する。ここで等方性エッチングに
はウェットエッチング、異方性エッチングにはドライエ
ッチングを用いるのが一般的である。
Next, as shown in FIG. 2B, the insulating film 13 is isotropically etched by 3000 Å using the resist pattern 14 as a mask. Then, as shown in FIG. 2C, the remaining 700 of the insulating film 13 is anisotropically etched.
Etch 0Å. After this, resist pattern 1
4 is removed, and as shown in FIG. 2D, the second layer wiring (5
000Å) 15 is formed. Generally, wet etching is used for isotropic etching and dry etching is used for anisotropic etching.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術においては、 図2(b)において、レジストパターンが垂れ下が
り、マスクの寸法が狂ってしまい、異方性エッチングを
行なう際に、設計寸法通りのコンタクトホール開孔がで
きないことがある。
However, in the above-mentioned prior art, in FIG. 2B, the resist pattern droops and the dimensions of the mask are deviated. The contact hole may not be opened.

【0006】 コンタクトホールの内部における第2
層配線のステップカバレージが十分でなく、第1層配線
と第2層配線の導通が得られなかったり、第2層配線が
断線したりする。といった問題があり、配線の信頼性が
低下する原因となる。本発明は、以上述べた設計寸法通
りのコンタクトホール開孔ができない、上層配線のステ
ップカバレージが十分でなく、配線の信頼性が低下する
といった問題点を除去するために、層間絶縁膜の上層に
エッチングレートの遅い層を設け、等方性エッチング、
異方性エッチングを行なうことで、コンタクトホールの
壁に角度をつけることにより、層間絶縁膜とその上に形
成される上層のエッチングレートの差によって寸法制御
の良い、コンタクトホールを形成することができ、しか
もコンタクトホールに角度がつくことによって、上層配
線のステップカバレージが向上し、よって、配線の信頼
性の向上を図り得る半導体素子のコンタクトホールの形
成方法を提供することを目的とする。
Second inside the contact hole
The step coverage of the layer wiring is not sufficient, the conduction between the first layer wiring and the second layer wiring cannot be obtained, or the second layer wiring is disconnected. There is a problem such as that, which causes a decrease in the reliability of the wiring. In order to eliminate the above-mentioned problems that the contact holes cannot be opened according to the design dimensions, the step coverage of the upper layer wiring is insufficient, and the reliability of the wiring is reduced, the upper layer of the interlayer insulating film is formed. By providing a layer with a slow etching rate, isotropic etching,
By anisotropically etching, the wall of the contact hole is angled to form a contact hole with good dimensional control due to the difference in etching rate between the interlayer insulating film and the upper layer formed thereon. Moreover, it is an object of the present invention to provide a method for forming a contact hole of a semiconductor device, which can improve the step coverage of the upper layer wiring by increasing the angle of the contact hole and thus improve the reliability of the wiring.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、半導体素子のコンタクトホールの形成方
法において、第1層配線を形成する工程と、層間絶縁膜
を形成する工程と、エッチング速度の遅い上層を形成す
る工程と、レジストパターンを用いて前記上層を等方性
エッチングを行なう工程と、前記レジストパターンを除
去した後に全面的に異方性エッチングを行なう工程とを
順次施すようにしたものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method of forming a contact hole in a semiconductor device, which comprises a step of forming a first layer wiring, a step of forming an interlayer insulating film, A step of forming an upper layer having a slow etching rate, a step of isotropically etching the upper layer using a resist pattern, and a step of anisotropically etching the entire surface after removing the resist pattern are sequentially performed. It is the one.

【0008】また、第1層配線を形成する工程と、熱処
理によりリフローする層間絶縁膜を形成する工程と、エ
ッチング速度の遅い上層を形成する工程と、レジストパ
ターンを用いて前記上層を等方性エッチングを行なう工
程と、前記レジストパターンを除去した後に、全面的に
異方性エッチングを行なう工程と、前記層間絶縁膜を熱
処理によってリフローし、スルーホールのエッジ形状を
滑らかにする工程とを順次施すようにしたものである。
Further, a step of forming the first layer wiring, a step of forming an interlayer insulating film which is reflowed by heat treatment, a step of forming an upper layer having a low etching rate, and a step of forming the upper layer isotropically by using a resist pattern. An etching step, a step of anisotropically etching the entire surface after removing the resist pattern, and a step of reflowing the interlayer insulating film by heat treatment to smooth the edge shape of the through hole are sequentially performed. It was done like this.

【0009】[0009]

【作用】本発明によれば、半導体素子のコンタクトホー
ルの形成方法において、層間絶縁膜を形成した後に、エ
ッチングレートの遅い上層を形成する。その上層をレジ
ストパターンを用いて等方性エッチングした後に、異方
性エッチングで全面的にエッチングすることにより、コ
ンタクトホールの内壁に角度を形成し、コンタクトホー
ルが寸法制御よく形成できる。また、ステップカバレー
ジが改善され、配線の信頼性の向上を図ることができ
る。
According to the present invention, in the method of forming a contact hole of a semiconductor element, after forming an interlayer insulating film, an upper layer having a slow etching rate is formed. The upper layer is isotropically etched using a resist pattern, and then is anisotropically etched over the entire surface to form an angle on the inner wall of the contact hole, so that the contact hole can be formed with good dimensional control. Further, the step coverage is improved, and the reliability of the wiring can be improved.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照しな
がら詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施例を示
す半導体素子のコンタクトホールの形成工程断面図であ
る。この図において、21は第1層配線の前工程までを
示し、22は第1層配線、23は層間絶縁膜、24は層
間絶縁膜23に比べエッチングレートの遅い上層、25
はレジストパターン、26は第2層配線を示している。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a process of forming a contact hole of a semiconductor device showing a first embodiment of the present invention. In this figure, 21 indicates up to the previous step of the first layer wiring, 22 is the first layer wiring, 23 is an interlayer insulating film, 24 is an upper layer having a slower etching rate than the interlayer insulating film 23, 25
Is a resist pattern, and 26 is a second layer wiring.

【0011】以下、図1を用いて第1の実施例について
説明する。まず、図1(a)に示すように、第1層配線
(5000Å)22、例えばAl合金系配線(または、
タングステン系配線でも多結晶シリコン配線でもよ
い。)を形成し、次に、層間絶縁膜(10000Å)2
3、例えば、オゾンとTEOS(テトラ・エチル・オル
ソ・シリケート)によるシリコン酸化膜を形成する。
The first embodiment will be described below with reference to FIG. First, as shown in FIG. 1A, the first layer wiring (5000 Å) 22, for example, an Al alloy wiring (or,
Tungsten wiring or polycrystalline silicon wiring may be used. ) Is formed, and then the interlayer insulating film (10000Å) 2
3. Form a silicon oxide film of ozone and TEOS (tetra-ethyl-ortho-silicate), for example.

【0012】次に、図1(b)に示すように、層間絶縁
膜23に比べ、ドライエッチングの速度が1/2となる
上層(5000Å)24、例えば、プラズマシリコン窒
化膜を形成し、レジストパターン25を形成する。次
に、図1(c)に示すように、レジストパターン25を
マスクとして、上層24を等方性エッチングする。
Next, as shown in FIG. 1B, an upper layer (5000Å) 24, for example, a plasma silicon nitride film, which has a dry etching rate of 1/2 that of the interlayer insulating film 23, is formed, and a resist is formed. The pattern 25 is formed. Next, as shown in FIG. 1C, the upper layer 24 is isotropically etched using the resist pattern 25 as a mask.

【0013】次に、図1(d)に示すように、レジスト
パターン25を除去し、ウエハ全面を異方性エッチング
によってコンタクトホールを形成する。この後、図1
(e)に示すように、第2層配線(5000Å)26を
形成する。ここで、コンタクトホールの形成において、
層間絶縁膜及びその上層の膜厚A及びBは、それぞれの
異方性エッチングの速度a及びbによってA/a=B/
bと設定する。また、コンタクトホール内壁の角度を決
定する寸法Cは、寸法Bと等しくなる。
Next, as shown in FIG. 1D, the resist pattern 25 is removed, and a contact hole is formed by anisotropic etching on the entire surface of the wafer. After this,
As shown in (e), the second layer wiring (5000Å) 26 is formed. Here, in the formation of the contact hole,
The film thicknesses A and B of the interlayer insulating film and the upper layer thereof are A / a = B / depending on the anisotropic etching rates a and b, respectively.
Set as b. Further, the dimension C that determines the angle of the inner wall of the contact hole is equal to the dimension B.

【0014】図3は本発明の第2の実施例を示す半導体
素子のコンタクトホールの形成工程断面図である。この
図において、31は第1層配線の前工程までを示し、3
2は第1層配線、例えば、リフロー(加熱して流動させ
る)に耐える多結晶シリコン配線であり、33は熱処理
によってリフローをする層間絶縁膜、34は第2層配線
である。
FIG. 3 is a sectional view showing a process of forming a contact hole of a semiconductor device showing a second embodiment of the present invention. In this figure, 31 indicates up to the pre-process of the first layer wiring.
Reference numeral 2 is a first layer wiring, for example, a polycrystalline silicon wiring that withstands reflow (heating and flowing), 33 is an interlayer insulating film that is reflowed by heat treatment, and 34 is a second layer wiring.

【0015】以下、この図を用いて、第2の実施例につ
いて説明する。図3(a)に示すように、第1の実施例
の図1(a)から図1(d)工程によって、コンタクト
ホールを形成する。次に、図3(b)に示すように、熱
処理によって、層間絶縁膜33、例えば、BPSG膜や
PSG膜をリフローさせる。
The second embodiment will be described below with reference to this drawing. As shown in FIG. 3A, a contact hole is formed by the process of FIGS. 1A to 1D of the first embodiment. Next, as shown in FIG. 3B, the interlayer insulating film 33, for example, the BPSG film or the PSG film is reflowed by heat treatment.

【0016】次に、図3(c)に示すように、第2層配
線34を形成する。ここで、層間絶縁膜33をリフロー
させることによって、第2層配線34のカバレージが更
に向上したのは、層間絶縁膜33のコンタクトホールに
おける角がなくなったためである。なお、本発明は上記
実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づ
き種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から
排除するものではない。
Next, as shown in FIG. 3C, the second layer wiring 34 is formed. Here, the reflow of the interlayer insulating film 33 further improves the coverage of the second layer wiring 34 because the corners of the contact holes of the interlayer insulating film 33 are eliminated. It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、層間絶縁膜を形成した後に、これよりエッチン
グ速度の遅い上層を形成し、レジストパターンを用い
て、この上層を等方性エッチングを行なった後に、全面
的に異方性エッチングを行なって、コンタクトホールを
形成するようにしたので、 層間絶縁膜とその上層のエッチング速度の差を利用
するため、寸法制御の良いコンタクトホール形成ができ
る。
As described in detail above, according to the present invention, after forming an interlayer insulating film, an upper layer having a slower etching rate is formed, and this upper layer is isotropic by using a resist pattern. Since the contact hole is formed by performing anisotropic etching on the entire surface after performing anisotropic etching, the contact hole with good dimensional control is used because the difference in etching rate between the interlayer insulating film and the upper layer is used. Can be formed.

【0018】 コンタクトホールの内壁に角度をつけ
られるので、第2層配線のステップカバレージが向上す
る。また、その工程で熱処理ができる場合、リフローす
る層間絶縁膜を用いれば、 層間絶縁膜のリフローによって、更に第2層配線の
ステップカバレージが向上する。
Since the inner wall of the contact hole can be angled, the step coverage of the second layer wiring is improved. Further, when heat treatment can be performed in the step, if the reflowing interlayer insulating film is used, the step coverage of the second layer wiring is further improved by the reflowing of the interlayer insulating film.

【0019】といった効果により、配線の信頼性の向上
を図ることができる。
With such an effect, the reliability of the wiring can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す半導体素子のコン
タクトホールの形成工程断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a process of forming a contact hole of a semiconductor device showing a first embodiment of the present invention.

【図2】従来の半導体素子のコンタクトホール形成工程
断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a conventional semiconductor element contact hole forming step.

【図3】本発明の第2の実施例を示す半導体素子のコン
タクトホールの形成工程断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a step of forming a contact hole of a semiconductor device showing a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

22,32 第1層配線 23,33 層間絶縁膜 24 層間絶縁膜23に比べエッチングレートの遅い
上層(プラズマシリコン窒化膜) 25 レジストパターン 26,34 第2層配線
22, 32 First layer wiring 23, 33 Interlayer insulating film 24 Upper layer (plasma silicon nitride film) 25 having a slower etching rate than the interlayer insulating film 23 Resist pattern 26, 34 Second layer wiring

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多層配線を行なう半導体素子のコンタク
トホールの形成方法において、 (a)第1層配線を形成する工程と、 (b)層間絶縁膜を形成する工程と、 (c)エッチング速度の遅い上層を形成する工程と、 (d)レジストパターンを用いて前記上層を等方性エッ
チングを行なう工程と、 (e)前記レジストパターンを除去した後に全面的に異
方性エッチングを行なう工程とを順次施すことを特徴と
する半導体素子のコンタクトホールの形成方法。
1. A method of forming a contact hole of a semiconductor device having a multilayer wiring, comprising: (a) forming a first layer wiring; (b) forming an interlayer insulating film; and (c) an etching rate. Forming a slow upper layer, (d) performing isotropic etching on the upper layer using a resist pattern, and (e) performing anisotropic etching on the entire surface after removing the resist pattern. A method for forming a contact hole of a semiconductor device, which is characterized by sequentially performing.
【請求項2】(a)第1層配線を形成する工程と、 (b)熱処理によりリフローする層間絶縁膜を形成する
工程と、 (c)エッチング速度の遅い上層を形成する工程と、 (d)レジストパターンを用いて前記上層を等方性エッ
チングを行なう工程と、 (e)前記レジストパターンを除去した後に全面的に異
方性エッチングを行なう工程と、 (f)前記層間絶縁膜を熱処理によってリフローし、ス
ルーホールのエッジ形状を滑らかにする工程とを順次施
すことを特徴とする半導体素子のコンタクトホールの形
成方法。
2. (a) a step of forming a first layer wiring; (b) a step of forming an interlayer insulating film which is reflowed by heat treatment; (c) a step of forming an upper layer having a slow etching rate; ) A step of isotropically etching the upper layer using a resist pattern, (e) a step of anisotropically etching the entire surface after removing the resist pattern, and (f) a heat treatment of the interlayer insulating film. A method of forming a contact hole of a semiconductor element, which comprises sequentially performing reflow and smoothing the edge shape of the through hole.
JP9931292A 1992-04-20 1992-04-20 Method for formation of contact hole in semiconductor element Withdrawn JPH05299520A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7459849B2 (en) 2000-09-18 2008-12-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and method of fabricating the display device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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